城市復(fù)雜化境地鐵無柱結(jié)構(gòu)車站全鋪蓋逆作施工技術(shù)研究

紀(jì)曉輝

中鐵隧道集團(tuán)三處有限公司 廣東 深圳 518052

1 工程背景

芳村大道東站為地下三層島式站臺(tái)車站，位于廣州市荔灣區(qū)，全長220m，沿著城市主干道芳村大道東路敷設(shè)。車站基坑西側(cè)房屋大部分為1～4層建筑，主要為商鋪、居民住宅和杏花社區(qū)村民自建房屋；靠近北端有廣州市雋潤貿(mào)易有限公司（B3）、廣州柴油機(jī)廠招待所（B5）, 廣州柴油機(jī)廠住宿樓（A6）；基坑?xùn)|側(cè)房屋從北往南依次是海歷柴油機(jī)設(shè)備有限公司、廣州寶澤(A2)、廣州柴油機(jī)廠職工宿舍(A9)、沖口綜合樓小區(qū)(A9)，兩棟A9樓陽臺(tái)距車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)距離最近僅1.9m。在車站周邊環(huán)境復(fù)雜，施工場(chǎng)地狹小的條件下。通過結(jié)構(gòu)受力、施工場(chǎng)地布置、施工難度、質(zhì)量防水及施工工效等方面對(duì)半鋪蓋順作法、全蓋挖順作法、全蓋挖逆作法三種施工方案進(jìn)行了分析比選，全鋪蓋逆作法施工方案更優(yōu)。

2 工程概況

芳村大道東站為地下三層11m島式站臺(tái)車站，全長220m，標(biāo)準(zhǔn)段寬為20.5m，標(biāo)準(zhǔn)無柱段寬為20.9m，車站基坑開挖深度約為27.2m。

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況

車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ1000mm@1100mm鉆孔灌注樁，共計(jì)454根，砼設(shè)計(jì)等級(jí)為C35?；油鈧?cè)樁間采用φ600旋噴樁進(jìn)行止水。基坑內(nèi)側(cè)采用掛設(shè)8@200mmx200mm鋼筋網(wǎng)片噴射C20混凝土找平。

車站主體結(jié)構(gòu)為三層單柱兩跨（公共區(qū)為無柱單跨）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，詳見圖1。采用結(jié)構(gòu)自防水與附加柔性防水層相結(jié)合的防水模式。

圖1 無柱段結(jié)構(gòu)、鋪蓋剖面圖

車站采用全鋪蓋逆作法施工，設(shè)一道鋼筋混凝土支撐。鋪蓋系統(tǒng)為400mm厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆蓋板，間隔40～50m設(shè)置一個(gè)預(yù)留孔洞用以土石方外運(yùn)及材料運(yùn)輸。

2.2 工程水文地質(zhì)

地層由上至下依次為人工填土層<1>、沖積-洪積砂層<3-1～4>、沖積-洪積-坡積土層<4N-1～3、4－2A、4－2B、4－3>、殘積土層<5N－1～2>、全風(fēng)化巖層<6>、強(qiáng)風(fēng)化巖層<7-1～3>、中風(fēng)化巖層<8-1～3>、微風(fēng)化巖層<9-1～3>等。地下水按賦存方式分為第四系土層孔隙水、層狀基巖裂隙水、塊狀基巖裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水。本場(chǎng)地地下水較為貧乏，水文地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單。

3 總體施工方案及施工方法

3.1 總體施工方案

（1）交通疏解三期主要為車站土石方開挖及主體結(jié)構(gòu)施工階段，場(chǎng)地狹小，場(chǎng)地有效圍蔽寬度為15m，車站兩端頭北側(cè)主要為鋼筋加工場(chǎng)、材料堆放場(chǎng)；中間為土石方開挖及運(yùn)輸、材料運(yùn)轉(zhuǎn)、施工設(shè)備及車輛通道。

（2）車站共分10個(gè)結(jié)構(gòu)段，鋪蓋及結(jié)構(gòu)板上設(shè)置預(yù)留孔，用以出土及材料運(yùn)輸。

（3）車站開挖方式，頂板及以上土石方開挖，采用半鋪蓋明挖（后做鋪蓋）；頂板以下土石方為全鋪蓋蓋挖，采用挖機(jī)翻轉(zhuǎn)倒運(yùn)至洞口、電動(dòng)液壓抓斗垂直提升進(jìn)行土方外運(yùn)。巖層開挖采用靜力爆破+二次破碎。

（4）施工材料轉(zhuǎn)運(yùn)主要采用2臺(tái)15T龍門吊進(jìn)行水平、垂直運(yùn)輸。

（5）結(jié)構(gòu)中、頂板采用盤扣式矮支架施工，側(cè)墻施工采用自主設(shè)計(jì)制造的輪式自行液壓模板臺(tái)車。

3.2 結(jié)構(gòu)頂板施工

結(jié)構(gòu)頂板采用盤扣式矮支架+常規(guī)地模施工。土石方開挖至頂板底以下2.1m，施做20cm墊層砼基礎(chǔ)，模板支架全高為1.9m，頂板無柱段大腋角尺寸為2200x3900mm，腋角及下吊墻采用地模方式如圖2所示。

圖2 結(jié)構(gòu)頂板施工剖面示意圖

3.3 結(jié)構(gòu)中板施工

結(jié)構(gòu)中板采用盤扣式矮支架，土方開挖至中板底以下2m，10cm砼墊層基礎(chǔ)，模板支架全高1.9m。結(jié)構(gòu)中板支架模板搭設(shè)、下吊墻處理方法與頂板基本相同如圖3所示。

圖3 結(jié)構(gòu)中板施工剖面示意圖

3.4 結(jié)構(gòu)側(cè)墻施工

結(jié)構(gòu)側(cè)墻采用輪式自行液壓模板臺(tái)車施工，臺(tái)車最大重量為47T，主架體由工16#、工18#工字鋼焊接而成。行走系統(tǒng)采用3對(duì)實(shí)心橡膠輪胎，電機(jī)驅(qū)動(dòng)。平移系統(tǒng)由平移小車、水平油缸、平移架等組成如圖4所示。

圖4 輪式自行液壓模板臺(tái)車構(gòu)造圖Ⅰ

對(duì)應(yīng)上下層結(jié)構(gòu)板施工完成且下層板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，將設(shè)備加工廠加工好的模板臺(tái)車構(gòu)配件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，利用現(xiàn)場(chǎng)龍門吊或25t汽車吊吊放至已完成的結(jié)構(gòu)中板，人工配合叉車進(jìn)行拼裝。

側(cè)墻鋼筋施工完成后，模板臺(tái)車通過行走系統(tǒng)、平移系統(tǒng)、豎向液壓油缸等配合調(diào)整就位，并將矮邊墻（下吊墻）拉桿螺栓接出與臺(tái)車主梁連接緊固。

4 施工中遇到的主要問題及解決方案

4.1 圍護(hù)樁預(yù)埋錨固筋與主體結(jié)構(gòu)板筋接駁

圍護(hù)樁施工階段，鋼筋籠內(nèi)預(yù)埋錨固筋并附帶鋼筋接駁器，主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)將其鑿出與結(jié)構(gòu)板鋼筋連接如圖5所示。

圖5 圍護(hù)樁預(yù)埋結(jié)構(gòu)板錨固鋼筋示意圖

預(yù)埋接駁器標(biāo)高及方向是控制難點(diǎn)及重點(diǎn)，預(yù)埋偏差過大影響后期利用率，施工中注意解決措施如下：

（1）熟悉圖紙，對(duì)圍護(hù)樁地面標(biāo)高實(shí)測(cè)，制作鉆孔樁施工參數(shù)表。需體現(xiàn)各樁位所在的地面標(biāo)高、樁頂標(biāo)高、樁底標(biāo)高、各層結(jié)構(gòu)板標(biāo)高、各編號(hào)鋼筋下料長度、各鋼筋籠預(yù)埋件所在相對(duì)位置。由于施工誤差，預(yù)埋件保護(hù)層可適當(dāng)加大。

（2）將籠頂部第一個(gè)加強(qiáng)環(huán)筋定位在樁頂標(biāo)高處，根據(jù)鋼筋籠頂部第一個(gè)加強(qiáng)環(huán)筋精確定位頂板及中板預(yù)埋件位置。

（3）預(yù)埋件安裝時(shí)，確保預(yù)埋件朝向統(tǒng)一并垂直于籠身；鋼筋籠吊裝入孔前，檢查接駁器保護(hù)蓋是否完好，頂板缺口位置采用泡沫板填充并綁扎牢固，便于后期鑿除。

（4）以控制樁為參照，在鋼筋籠下放過程中調(diào)整預(yù)埋件朝向始終垂直于圍護(hù)樁槽段，吊筋精確定位預(yù)埋件標(biāo)高，直到吊裝作業(yè)結(jié)束[1]。

4.2 側(cè)墻鋼筋施工

側(cè)墻矮邊墻（下吊墻）鋼筋預(yù)埋、加工及安裝存在一定誤差，直螺紋連接要求精度極高，施工控制難度大。施工中主要解決措施：矮邊墻鋼筋安裝時(shí)需通過吊線錘的方式確保豎向鋼筋與上層結(jié)構(gòu)板下吊墻鋼筋接頭在同一垂線上；側(cè)墻鋼筋精確下料并考慮富余量，下口鋼筋采用等離子切割機(jī)切除超長部分鋼筋頭，再使用冷擠壓套筒進(jìn)行連接，接頭檢測(cè)滿足設(shè)計(jì)要求[2]。

4.3 軌頂風(fēng)道與結(jié)構(gòu)中板同步施工

負(fù)二層結(jié)構(gòu)中板施工時(shí)，結(jié)合滿堂矮支架，先行施工軌道風(fēng)道，再施工結(jié)構(gòu)中板，保證了軌頂風(fēng)道一次性成型質(zhì)量，節(jié)約了后做的成本投入。

5 結(jié)論

全鋪蓋逆作法適用于周邊環(huán)境、交通疏解、管線遷改復(fù)雜及場(chǎng)地狹小條件下的地下工程施工。具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）蓋板系統(tǒng)為C40、400mm厚現(xiàn)澆鋼筋砼蓋板，由冠梁、砼支撐、蓋板梁及臨時(shí)立柱樁形成鋪蓋支撐系統(tǒng)，滿足施工堆載及車輛軸重荷載要求。

（2）全鋪蓋逆作法施工利用主體結(jié)構(gòu)各層板作為支撐體系，支撐剛度、安全性高；規(guī)避了鋼支撐在蓋板下的安拆風(fēng)險(xiǎn)、鋼支撐架設(shè)滯后和鋼支撐拆除軸力釋放的基坑收斂變形，能有效控制周邊道路、居民樓沉降，同時(shí)也減少了擾民阻工風(fēng)險(xiǎn)。

（3）主體結(jié)構(gòu)板橫向主筋與圍護(hù)樁預(yù)埋錨筋進(jìn)行直螺紋連接，質(zhì)量可靠、安全性高。主體結(jié)構(gòu)板采用矮支架施工，施工高度方便工人操作，降低了高處作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

（4）采用矮支架法施工，模板安裝、鋼筋制安等工序便于質(zhì)量控制；較常規(guī)地模施工方法，脫模容易且外觀質(zhì)量好[3]。

（5）輪式自行液壓模板臺(tái)車面板采用大型鋼模板拼裝而成，作業(yè)板面光滑平整，澆筑成型后側(cè)墻平整度高、錯(cuò)臺(tái)小，整體外觀質(zhì)量較好。且機(jī)械化程度高，施工操作簡(jiǎn)易、安全穩(wěn)定性高。